专利名称：一种能替代球阀的水轮机进水液控金属密封蝶阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液控金属密封蝶阀，特别是涉及一种能替代球阀的水轮机进水液控金属密封蝶阀。
背景技术：
在已公知的水轮机进水蝶阀技术中，其驱动方式多采用低油压单油缸或低油压双油缸驱动方式开启和关闭阀门，且驱动油缸一般均布置在阀轴的一端；阀门密封方式采用橡胶空气围带或实心橡胶软密封结构。阀门驱动压力油源取自水轮机润滑系统，工作油压低，一般≤4MPa，阀门开启和关闭均由液压驱动，由于工作油压低，阀门驱动油缸、蓄能装置体积庞大，重量重，占地空间大，液压控制系统复杂，元件多，故障率高，安全可靠性差，用户使用维护不便。由于驱动油缸仅布置在阀轴的一端，阀轴只一端受力，因此，阀轴直径必须设计得很大，阀体结构长度、蝶板厚度增大。设计上不能保证高水头(≥200m)或中大口径(≥2500mm)进水蝶阀的技术要求。现有水轮机进水蝶阀蝶板密封圈采用橡胶空气围带或实心橡胶密封圈形式，由于橡胶易老化、机械性能差、硬度低、不耐磨，因此，阀门使用寿命短，密封圈需经常更换，维修费用高，发电效益低，不能很好地满足用户使用要求。
实用新型内容本实用新型的目的旨在提供一种液压驱动系统简单紧凑，驱动安全可靠，使用寿命长，特别适应于高水头或中大口径的能替代球阀的水轮机进水液控金属密封蝶阀。
本实用新型的目的是通过方式实现的。
一种能替代球阀的水轮机进水液控金属密封蝶阀，包括阀体、阀体密封座、蝶板、蝶板密封圈、阀轴，其特征是所述的阀轴两端分别固接有第一连接头和第二连接头，所述的第一连接头另一端固接有第一重锤，其中部铰接有主驱动油缸，所述的第二连接头另一端固接有第二重锤， 其中部铰接有副驱动油缸。
本实用新型阀门的开启、关闭分别是通过布置在阀轴两端的双油缸及双重锤驱动而实现的。驱动油压采用的是中高压压力油，故驱动油缸比现有水轮机进水阀油缸体积小、重量轻、占地空间小；采用双油缸双重锤驱动启闭阀门，将驱动油缸和重锤布置在阀轴两端，可改善阀轴受力情况，使阀轴工作内应力减小一半，阀轴直径、阀体宽度、蝶板厚度尺寸减小，阀门整体结构尺寸、驱动装置尺寸减小，重量减轻，从而在设计上可保证实现高水头或中大口径水轮机进水蝶阀的技术要求，使在高水头水电站中用蝶阀代替球阀成为可能。本阀门关闭利用两重锤势能产生的力矩关阀，关阀时不需要外部的动力电源及压力油源，因此本阀门比现有水轮机进水蝶阀节能，液压控制系统结构简单，元件减少，故障少，控制性能先进，使用安全可靠，操作维护方便。本阀门液压驱动同步系统采用单作用油缸机械同步系统，即蝶板、阀轴、连接头、主副驱动油缸通过圆柱销、键、销轴机械地连接成一个整体(重锤通过重锤杆、固定板等与连接头、阀轴、蝶板连接于一体)，驱动油缸为单作用形式，开阀时提供动力，关阀时卸荷仅起缓冲阻尼作用，两驱动油缸油路采用并联相互连通，由同一进回油管进油和回油，因此，确保了阀门开启和关闭时两油缸和两重锤动作同步，驱动平稳，比现有水轮机进水蝶阀安全可靠。
作为本实用新型的一种改进，所述的主驱动油缸和副驱动油缸连接有阀门关闭调速系统，所述的阀门关闭调速系统结构是第一单向阀和第二单向阀串联，快关时间调节阀和快慢关角度调节阀串联，慢关时间调节阀与这两组阀并联后前端与进回油管连通，后端与所述的主驱动油缸连通，所述的第一单向阀和第二单向阀之间连通有副驱动油缸。
在本阀门主驱动油缸中装有快慢关角度调节阀及快、慢关时间调节阀。调节快慢关角度调节阀，可使阀门在前70°±8°关阀行程范围内快速关闭，后20°±8°范围内慢关。快、慢关时间通过快关时间调节阀及慢关时间调节阀分别调整，以保证进水阀满足水电站各种不同工况(如不同水头、不同流速)的需要，减小和防止水锤危害，保护水轮机及进水管网系统的安全。因此，本阀门比现有水轮机进水阀工作适应性更好，控制性能更先进。
作为本实用新型进一步改进，为延长阀门工作周期和使用寿命，本阀密封副即蝶板密封圈和阀体密封座均采用金属材料，蝶板密封圈采用具有O型断面的厚壁不锈钢管制成，与具有圆弧型曲面的阀体金属密封座配合，形成金属对金属密封结构。本蝶板密封圈通过采用特殊工艺和装夹方式使其具有三重补偿功能，密封圈采用专用工装弯制成圆环型形状，使其本身具有弹性自动补偿功能，可以弥补阀座因受管道内高水头压力的作用引起的微小失园变形，自动与阀座吻合密封，阻止介质泄漏；该密封圈通过压板嵌装在蝶板上，可径向滑移，进行位移补偿，可弥补由于加工或装配带来的阀轴、蝶板相对于阀座的位置误差，使蝶板密封圈关到全关位置时自动与阀座对中，保持与阀座内园严密接触吻合，确保密封；装在管道上工作时，可将管道内介质引入蝶板密封圈内部，由于管道介质压力的作用，使密封圈具有压力补偿功能，即使密封圈与阀座接触更紧密，密封比压增加，密封性更好。由于本阀密封形式采用金属密封结构，机械性能优异，强度高，硬度高，耐磨，耐腐蚀，无老化现象以及蝶板密封圈特有的三重补偿功能的作用，使本阀门比现有水轮机进水阀具有更好的工作密封可靠性，使用寿命长。
综上所述，本实用新型是一种液压驱动系统简单紧凑，驱动安全可靠，使用寿命长，特别适应于高水头或中大口径且结构简单、制造方便、性能可靠的能替代球阀的水轮机进水液控金属密封蝶阀。
图1为本实用新型的主视图；图2是本实用新型的侧视图；图3是图2中I处放大图；图4为本实用新型的局部液压原理图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实用新型主要由阀体1，阀体密封座2，蝶板3，蝶板密封圈4，压板5，阀轴6，圆柱销7，连接头8，键9，第一重锤10，主驱动油缸11，副驱动油缸12，第二重锤13，销轴14，重锤杆15，固定板16组成，阀轴6两端分别固接有第一连接头8和第二连接头24，第一连接头8另一端通过重锤杆15、固定板16固接有第一重锤10，其中部通过销轴14铰接有主驱动油缸11，第二连接头24另一端通过重锤杆25固接有第二重锤13，其中部铰接有副驱动油缸12。
如图4所示，阀门关闭调速系统由进回油管17，第一单向阀18，快关时间调节阀19，快慢关角度调节阀20，慢关时间调节阀21，第二单向阀22及连接油管23组成，第一单向阀18和第二单向阀22串联，快关时间调节阀19和快慢关角度调节阀20串联，慢关时间调节阀21与这两组阀并联后前端与进回油管17连通，后端与所述的主驱动油缸11连通，所述的第一单向阀18和第二单向阀22之间连通有副驱动油缸12。参见附图1、图2及图4，本阀门开启是由布置在阀轴两端的主驱动油缸11及副驱动油缸12推动与之连接(采用销轴14连接)的连接头8，带动阀轴6(阀轴与连接头通过键9连接)和蝶板3(蝶板与阀轴通过圆柱销7连接)转动90°(设定蝶板处于全关位置时为90°，处于全开位置时为0°)而打开。开启时，中高压液压油通过进回油总管17同时进入主副油缸，两油缸通过连接油管23连通，组成一连通器，故阀门开启时，两油缸内压力可相互传递，确保工作油压相等，阀轴两端受力相等，两油缸动作同步，驱动平稳，安全可靠。阀门关闭是由布置在阀轴两端重量相等的第一重锤10及第二重锤13(重锤通过重锤杆15及压板16与连接头连接于一体)利用其本身的重力势能驱动阀轴蝶板转动而关阀。关阀时，两油缸卸荷，仅起阻尼缓冲作用。副油缸液压油通过连接油管23、第二单向阀22流回主油缸与主油缸内液压油一起同时通过快慢关角度调节阀20、快关时间调节阀19，慢关时间调节阀21及同一进回油管流回油箱，从而确保了关阀时两油缸内阻力相等，缓冲作用效果相同，两重锤动作同步，关阀平稳无冲击。关阀时，阀门快慢关行程转换角度由快慢关角度调节阀调整，快慢关时间分别由快关时间调节阀及慢关时间调节阀调整。由于本阀设置了专有的关阀调速装置，可满足水电站各种不同水头和不同流速工况的需要，能有效地减小和消除水锤危害，因此，本阀比现有水轮机进水阀工作适用性好，控制性能先进。
参见图2和图3，本阀密封是通过压板5装于蝶板上的园环型不锈钢管密封圈4与和阀体1做成于一体的具有圆弧型曲面的阀体密封座2吻合而密封。由于蝶板密封圈及阀体密封座均为金属材料，且蝶板密封圈具有特有的三重补偿功能，因此，本阀门比现有水轮机进水阀具有更好的工作密封可靠性，使用寿命长。
权利要求1.一种能替代球阀的水轮机进水液控金属密封蝶阀，包括阀体(1)、阀体密封座(2)、蝶板(3)、蝶板密封圈(4)、阀轴(6)，其特征是所述的阀轴(6)两端分别固接有第一连接头(8)和第二连接头(24)，所述的第一连接头(8)另一端固接有第一重锤(10)，其中部铰接有主驱动油缸(11)，所述的第二连接头(24)另一端固接有第二重锤(13)，其中部铰接有副驱动油缸(12)。
2.根据权利要求1所述的一种能替代球阀的水轮机进水液控蝶阀，其特征是所述的主驱动油缸(11)和副驱动油缸(12)连接有阀门关闭调速系统，所述的阀门关闭调速系统结构是第一单向阀(18)和第二单向阀(22)串联，快关时间调节阀(19)和快慢关角度调节阀(20)串联，慢关时间调节阀(21)与这两组阀并联后前端与进回油管(17)连通，后端与所述的主驱动油缸(11)连通，所述的第一单向阀(18)和第二单向阀(22)之间连通有副驱动油缸(12)。
3.根据权利要求1或2所述的一种水轮机进水液控蝶阀，其特征是所述的蝶板密封圈(4)和阀体密封座(2)均采用金属材料，所述的蝶板密封圈(4)采用具有O型断面的厚壁不锈钢管制成，与具有圆弧型曲面的阀体金属密封座(2)配合，形成金属对金属密封结构。
专利摘要本实用新型公开了一种能替代球阀的水轮机进水液控金属密封蝶阀，包括阀体(1)、阀体密封座(2)、蝶板(3)、蝶板密封圈(4)、阀轴(6)，其特征是所述的阀轴(6)两端分别固接有第一连接头(8)和第二连接头(24)，所述的第一连接头(8)另一端固接有第一重锤(10)，其中部铰接有主驱动油缸(11)，所述的第二连接头(24)另一端固接有第二重锤(13)，其中部铰接有副驱动油缸(12)。本实用新型是一种液压驱动系统简单紧凑，驱动安全可靠，使用寿命长，特别适应于高水头或中大口径且结构简单、制造方便、性能可靠的能替代球阀的水轮机进水液控金属密封蝶阀。
文档编号F16K31/122GK2682254SQ20032012400
公开日2005年3月2日 申请日期2003年12月18日 优先权日2003年12月18日
发明者刘普成, 胡平, 谢跃龙, 桂新春 申请人:长沙市阀门厂